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Fotosintesis y respiracion presentacion
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Fotosintesis y respiracion presentacion

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  • 1. Barraza Greyssy
  • 2. OBJETIVOSConocer el proceso de la respiraciónEstimar la dinámica de crecimiento de una población con base en el incremento de la tasa de respiraciónConocer el proceso de la fotosíntesisIdentificar los pigmentos fotosintéticosAnalizar el efecto de la intensidad lumínica sobre el proceso fotosintético
  • 3. FOTOSINTESISLa fotosíntesis es el proceso por el cual los vegetales, utilizando la energía de la luz solar,llevan a cabo una serie de reacciones químicas por las cuales se transforma el CO2 enazucares simples y además se libera O2. A continuación se puede observar la ecuacióngeneral de este proceso: 6 CO2 + 6 H2O+ luz! C6H12O6 + 6 O2
  • 4. La fotosíntesis consta de dos fases estas son:1 fase fotoquímica En esta fase se produce la activación de la clorofila de ambos fotosistemas, que libera electrones: En el fotosistema II, los electrones excitados van activando secuencialmente a electrones de diferentes moléculas en la llamada cadena transportadora de electrones. Su energía es usada para bombear protones de hidrógeno y sintetizar ATP, a partir de un grupo fosfato y ADP, en una reacción llamada fotofosforilación. La energía de la luz produce, además, la descomposición (fotólisis) del agua, en oxígeno, protones y electrones. El oxígeno sale al exterior y los electrones son incorporados al fotosistema II, en reemplazo de los que salieron al inicio de las reacciones. En el fotosistema I, los electrones excitados también entran en una cadena transportadora y su energía es utilizada para sintetizar NADPH a partir de NADP+, protones provenientes del agua y los electrones cedidos por el fotosistema I. Cuando actúan ambos fotosistemas, se produce la llamada fotofosforilación no cíclica, que genera ATP y NADPH. Si solo actúa el fotosistema I, el proceso se denomina fotofosforilación cíclica y se genera solamente ATP, sin liberación de oxígeno. Este último proceso es considerado una forma primitiva de la fotosíntesis, pero se suele producir de manera simultánea a la fotofosforilación no cíclica.
  • 5.  2 Ciclo de Calvin- Benson El ciclo de Calvin llamado también vía de los tres carbonos o C3- porque el primer producto formado contiene tres carbonos- ocurre en el estroma de los cloroplastos y genera, a partir de seis moléculas de dióxido de carbono, una molécula de glucosa. La enzima que cataliza esta fijación del carbono es la RuBP carboxilasa, llamada comúnmente rubisco. Esta enzima también puede combinarse con oxígeno en un proceso llamado fotorrespiración, que libera CO2 en lugar de fijarlo. Para evitar la fotorrespiración, ciertas plantas han desarrollado una vía previa al ciclo de Calvin, llamada vía de los cuatro carbonos (o C4). Algunas plantas que usan la vía de los cuatro carbonos, como la caña de azúcar y el maíz, crecen en los trópicos y están adaptadas a mayores temperaturas. Otra variante del ciclo de Calvin-Benson está representada por la vía CAM (en español, metabolismo ácido de las crasuláceas). Este ciclo se diferencia del C4 en un producto intermedio de sus reacciones: un ácido que se acumula en la vacuola de la célula, desde donde es luego tomado para continuar el ciclo. Como parte de las características de este proceso, las estomas se abren de noche y se cierran de día, de forma inversa a las demás plantas. Esto reduce enormemente la pérdida de agua en las plantas CAM, lo que las habilita para vivir en ambientes secos y calurosos. Los cactus y las plantas suculentas presentan la vía CAM.
  • 6. Factores que afectan la fotosíntesis1 Factores externos. Luz: La influencia luz depende de la longitud de onda (calidad) y cantidad. Longitud de onda: Los fotosistemas que captan la energía luminosa, lo pueden hacer a diferentes longitudes de onda. Sin embargo, si se ilumina una planta con una longitud de onda superior a los 680nm el fotosistema II no actúa. Longitudes de onda entre 280 y 315nm conocida como luz ultravioleta pueden entorpecer la capacidad fotosintética y el crecimiento de las plantas, la cuales se ven enfrentadas por el aumento de la luz ultravioleta a causa de contaminantes humanos que afectan la capa de ozono. Cantidad de luz: Las plantas que reciben menos luz, por ejemplo, las que se encuentran a la sombra, realizan con menor eficiencia la fotosíntesis. Sin embargo, cuando la intensidad de luz es excesiva, se detiene el proceso fotosintético. Concentración de dióxido de carbono: El CO2 es la molécula utilizada para producir distintas sustancias orgánicas. La falta de el disminuye la productividad y en exceso el proceso se satura (porque depende de enzimas). Si la intensidad ruinosa es suficiente y constante al aumentar la cantidad de CO2 aumenta el rendimiento fotosintético, hasta que se alcanza un valor máximo. El CO2 también presenta fluctuaciones diarias y estacionarias; por ejemplo, aumenta durante la noche, cundo aumenta la respiración, en cambio durante el día las plantas retiran CO2 del aire y su concentración diminuye considerablemente. Durante la estación de crecimiento la concentración atmosférica de CO2 también se reduce. Temperatura: Las plantas poseen una temperatura optima para realizar la fotosíntesis, mas allá de la cual la cual la tasa fotosintética disminuye, el aumento de la temperatura produce una aumento del rendimiento de la fotosíntesis debido al incremento de la actividad de las enzimas, que es máxima, a un determinado valor de temperatura, pero sobrepasado este valor la actividad enzimática disminuye, y con ello, el rendimiento fotosintético. La temperatura el igual que la humedad y la luz, es un factor ambiental muy variable, de hecho varia a lo lago del año, por lo que existen platas que pueden realiza fotosíntesis adaptadas a distintas temperaturas.2 Factores internos. Corresponden principalmente a la estructura de la hoja, por ejemplo se incluye el grosor de la cutícula y/o de la epidermis, numero de estomas y los espacios de las células del mesófilo. Estos factores influyen directamente en la difusión del CO2 u O2, así como el la perdida de agua. Estomas: La difusión de los gases incluido el vapor de agua, hacia el interior y el exterior de la hoja es regulada por los estomas. Los estomas se abren o se cierran con la acción de células oclusivas (o guarda), debido a cambios en la turgencia, de estas células
  • 7. LA RESPIRACIONLa respiración se acompaña de consumo de oxigeno y producción de CO2.La respiración puede definirse como el proceso mediante el cual los seres vivosintercambian con el medio, oxigeno y CO2.En los seres vivos mas evolucionado, el intercambio de los gases se realiza ante elambiente, los órganos especializados que forman parte del aparato respiratorio y lascélulas. En algunos seres vivos el transporte de gases se realiza a través de la sangre. Eloxigeno que se encuentra en el interior oxida las sustancias protoplasmáticas. En esteproceso se libera la energía y se produce gas carbónico (CO2).Las reacciones químicas de la respiración solo se pueden realizar en presencia deenzimas especializadas. Por esta razón muchos autores le denominan reaccionesenzimáticas.La respiración acompaña a la transformación bioquímica de la energía disponible en losorgánicos derivados de alimentos, hasta la energía utilizada para los fenómenos desíntesis y transporte. La transformación anterior, que suele identificarse comometabolismo, requiere a menudo la presencia de oxigeno y comprende la oxidacióncompleta de orgánicos hasta bióxido de carbono y agua (respiración aerobia). Si laoxidación es incompleta, los productos terminales son compuestos orgánicos, nointervienen en forma típica el oxigeno y el proceso se identifica como respiraciónanaerobia.El proceso físico que hace que pasen los gases por los tejidos vivos, es el de la difusiónpasiva simple.
  • 8.  El intercambio de gases de la respiración también depende de dos movimientos de convección de líquidos. El primero es el transporte masivo del medio externo, aire o agua, a través de las superficies para intercambio respiratorio externo. El segundo es el transporte de líquidos celómicos o a través de las superficies internas del órgano respiratorio. Estos dos transportes de convección se conocen como ventilación y circulación. Y son procesos activos, impulsados por bombas ciliares o musculares. Por eso los órganos o aparatos respiratorios se hallan estrechamente ligados al sistema circulatorio, en el que se han desarrollado elementos celulares especializados en transportar el oxigeno, lo que consiguen capturando a este mediante pigmentos tales como la hemoglobina. En muchos vertebrados e innumerables invertebrados, el medio interno circulante de liquido celómicos, hemolinfa o sangre, contiene un pigmento respiratorio como seria hemocianina o la hemoglobina, que se liga reversiblemente con O2, CO2, y protones+. Los pigmentos respiratorios aumentan el intercambio de gases de la respiración al aumentar la capacidad para el transporte masivo de ellos y también al influir en la presión parcial de gases y sus gradientes entre las superficies del intercambio tisular.
  • 9. tipos de respiración Respiración Anaerobia: Esta se realiza en ausencia de oxigeno del aire. Es la descomposición parcial de la glucosa sin la participación de oxigeno. La respiración anaerobia se conoce con el nombre de fermentación que es la industrialización de bebidas alcohólicas. Respiración Aerobia: Esta se realiza en presencia de abundante oxigeno del aire el cual se usa para descomponer la glucosa. La respiración aerobia se divide en dos tipos: Externa: Es el intercambio de O2 y CO2 entre el organismo y su medio. En casi todos los organismos multicelulares y en casi todos los vertebrados, con excepción de unas cuantas salamandras que carecen de pulmones y branquias, la respiración externa se hace en estructuras especializadas llamados órganos respiratorios, como los ya dichos pulmonares y branquiales. Interna: Esta consiste en el proceso gradual de reacción química entre el O2 y las pequeñas moléculas orgánicas procedentes del alimento. Respiración Directa: Se realiza a través de una membrana que se encuentra en contacto con el aire. Respiración Indirecta: Es cuando las células no se encuentran en contacto con el medio y los gases tienen que llevarse hacia el cuerpo y hacia la célula. Para esta respiración es necesario un conjunto de órganos especializados para el intercambio gaseoso. El conjunto de órganos y tejidos responsables de suministrar oxígeno al organismo y liberar CO2 recibe el nombre de aparato respiratorio.
  • 10. FERMENTACIONLa fermentación es un proceso que realizan muchos microorganismos,efectuando reacciones sobre algunos compuestos orgánicos y liberandoenergía. Hay muchos tipos diferentes de fermentación, pero en condicionesfermentativas solamente se efectúa una oxidación parcial de los átomos decarbono del compuesto orgánico y, por consiguiente, sólo una pequeñacantidad de la energía potencial disponible se libera.La fermentación es un proceso que realizan muchos microorganismos,efectuando reacciones sobre algunos compuestos orgánicos y liberandoenergía. Hay muchos tipos diferentes de fermentación, pero en condicionesfermentativas solamente se efectúa una oxidación parcial de los átomos decarbono del compuesto orgánico y, por consiguiente, sólo una pequeñacantidad de la energía potencial disponible se libera.
  • 11. Clasificación de las reacciones de fermentación según el agenteHay dos clases bien definidas que son: Fermentación microbiana: Promovidas o catalizadas por microorganismos. La reproducción de los microorganismos conlleva a que la reacción tenga un comportamiento autocatalítico siendo la concentración de los microorganismos variable. Dentro de este tipo de reacción hay 2 clases bien definidas: Cultivos de tejidos o macro organismos (células vegetales y animales). Reactores microbianos en sí (cultivo de microorganismos). Reacciones enzimáticas: Catalizadas por enzimas, el agente catalítico no se reproduce y cuando se opera discontinuamente este permanece constante. Clasificación de las reacciones de fermentación según el consumo de oxígeno - Aeróbicas: Aquí los microorganismos necesitan de oxígeno para poder sobrevivir. Por ejemplo la reacción de transformación de la glucosa O2 + C6H12O6 CO2 + BIOMASA - Anaeróbicas: Aquí los microorganismos no necesitan de oxígeno para su supervivencia. Por ejemplo la reacción de transformación de la glucosa por vía glucolítica C6H12O6 2C2H5OH + CO2 + ENERGÍA
  • 12. PROCEDIMIENTO 1 Fermentación Separamos 3ml de Glucosa en un tubo de ensayo y le agregamos reactivo de Benedic y se puso en el Baño de María Comprobación de la glucosaSe preparo una gran cantidad desolución de glucosa Tomamos 2ml de la muestra del sacarímetro y se le agrego el reactivo de Benedic. Luego se sometió al baño de MaríaLuego de separar la muestra de 3ml, Comprobación de la presencia detomamos una espátula y untamos la Etanolpunta con levadura para disolverla en Tomamos 2ml de la solución del sacarímetro yla solución restante lo echamos en un tubo de ensayo, se agrego unos cristales de Bicromato Potásico, luego 2ml de acido sulfúrico diluido. Calentamos al baño de MaríaLlenamos el sacarímetro de Eihorn,cuidando que no queden burbujas deaire para conseguir un ambiente Luego colocamos el sacarímetro delante deanaerobio. una hoja milimetrada apoyada sobre la pared y observamos
  • 13. ANALISIS DE RESULTADOS 1Solución de Glucosa + levadura Cada 10 min se marcaba en la hoja Glucosa en el milimetrada el descenso de la sacarímetro solución Sacarímetro y papel milimetrado listos
  • 14. Anotaciones en la hoja milimetradaQue paso?A medida que transcurría La fermentación alcohólicael tiempo, las levaduras tiene como finalidad biológicallevaban a cabo el proceso proporcionar energíade la fermentación en la anaeróbica a lossolución de glucosa. microorganismos unicelularesConsumían la solución (levaduras) en ausencia dedesdoblando las oxígeno para ello disocian lasmoléculas de glucosa para moléculas de glucosa yobtener energía. obtienen la energía necesariaProduciendo CO2 y para sobrevivir, produciendo elalcohol. Por ello el alcohol y CO2 como desechosvolumen de la solución consecuencia de lacambio. fermentación.
  • 15. Comprobación de la Glucosa y de lapresencia de alcohol 1 2 3Solución de glucosa con Solución de Solución de glucosa levaduras y bicromato glucosa con potásico levaduras y Benedic
  • 16. La prueba de Benedict identifica azúcares reductores (aquellos que tienen su OH anomérico libre), como la1 2 3 lactosa, la glucosa, la maltosa, y celobiosa Por ello, dio positiva en el tubo 3, al cambiar de color. En el 2 alcanzamos a notar una ligera enmarcación del color en al solución. El bicromato potásico, junto con el acido sulfúrico, identifican los aldehídos (glucosa)
  • 17. PROCEDIMIENTO 2Análisis de los pigmentosFoto sintetizadores, pormedio de la cromatografía Colocamos 2ml de la solución de acetona-de papel éter del petróleo en el fondo de un tubo de ensayoEn mortero maceramos hojasfrescas de espinaca, sin las Cortamos la tira de papel de filtro sobre la quenervaduras; en 5ml de acetona al se coloco la muestra de pigmentos, a tal altura80%. Luego, apartamos las hojas que quede el extremo inferior que lleva lamaceradas y acumulamos el muestra, apenas sumergido en el solvente y elfiltrado. Tomamos una muestra extremo superior a la altura del tubo, en el cualdel filtrado y una tira de papel hicimos un desdobles para que la tira de papelfiltro con extremo recto , en este se sostenga en el borde del tuboagregamos unas gotas delfiltrado , previniendo que seacumulen residuos de las hojasmaceradas y esperamos a queseque Pusimos la tira de papel en el tubo de ensayo, y colocamos este sobre una gradilla y tapamos la boca del tubo
  • 18. ANALISIS DE RESULTADOS 2 Papeles filtro y maceradoMacerando las hojasfrescas de espinaca Maceración
  • 19. Entre los distintos métodos que existen paraseparar y obtener esos pigmentos se encuentra elde la cromatografía, que es una técnica quepermite la separación de las sustancias de unamezcla y que tienen una afinidad diferente por eldisolvente en que se encuentran. De tal maneraque al introducir una tira de papel en esa mezcla eldisolvente arrastra con distinta velocidad a lospigmentos según la solubilidad que tengan y lossepara, permitiendo identificarlos perfectamentesegún su color.Al observar el papel donde hemos hecho lacromatografía de la espinaca, vemos cuatrobandas o zonas, que corresponden a los distintospigmentos fotosintéticos presentes en las hojasde espinaca. Según su grado de solubilidad con eléter de petróleo se reconocen estas bandas y eneste orden: clorofila b, clorofila a, xantofila ycarotenos. Como podemos observar en elesquema.
  • 20. CUESTIONARIO1. ¿A que se le conoce como fotorrepiracion inútil y que tipo de plantas son menos susceptibles de padecerla?R/ La fotorrespiración es un proceso que ocurre en el mesófilo de la hoja, en presencia de luz, y en donde la concentración de O2 es alta. Se realiza en plantas C3 (¿?especialmente en época de verano en donde la planta aumenta la frecuencia con la que cierra sus estomas para evitar pérdida de H2O ¿? no). la fotorrespiración produce gasto de RuBP y CO2; es un proceso de gasto energético pero permite recuperar 3 moléculas de carbono en los 3-fosfoglicerato. Se pierde un átomo de carbono en el CO2liberado. Necesita 3 orgánulos, el cloroplasto, el peroxisoma y la mitocondria.
  • 21. Recientemente se pensaba que la fotorrespiración -aparentemente, unapérdida ruinosa de carbono fotosintético- era un proceso útil e inevitablecausado por los efectos envenenadores del oxígeno. Algunos fisiólogos noconsideran correcto este punto de vista; sin embargo, los argumentosrelacionados con el papel útil de la fotorrespiración no son concluyentes.Se ha argumentado que si la fotorrespiración fuera totalmente inútil o nociva,se habría perdido durante los prolongados periodos de la evolución vegetal.Por otra parte, la oxigenasa característica de la RuBPcasa (enzima ribulosadifosfato) pudiera ser ineludiblemente inherente a la naturaleza de lacarboxilasa. Se ha alegado también que la fotorrespiración es innecesaria yaque las plantas C-4 no fotorrespiran. No obstante, éste es un tema debatible
  • 22. 2. ¿Para que se le agrega levadura al pan y que pasa con el alcohol que produce durante la elaboración del pan?R/ La adición de la levadura al pan provoca la fermentación de la masa antes del horneado, y como consecuencia le proporciona un volumen y una esponjosidad debido a la producción de pequeñas burbujas de dióxido de carbono (CO2) que se quedan inmersas entre la masa húmeda de la harina. La fermentación del pan ocurre en diversas etapas. La denominada fermentación primaria empieza a ocurrir justamente tras el amasado y se suele dejar la masa en forma de bola metida en un recipiente para que repose a una temperatura adecuada. Durante esta espera la masa suele adquirir mayor tamaño debido a que la levadura (si se ha incluido) libera dióxido de carbono (CO2) durante su etapa de metabolismo: se dice en este caso que la masa fermenta. La masa parece que se va inflando a medida que avanza el tiempo de reposo. La temperatura de la masa durante esta fase del proceso es muy importante debido a que la actividad metabólica de las levaduras es máxima a los 35 C, pero de la misma forma a esta temperatura se produce CO2 a mayor ritmo pero al mismo tiempo también malos olores. Tras el reposo se produce una segunda fermentación; antes de que ésta ocurra se le suele dar a la masa su forma definitiva: barra, trenza, etcétera. Hay panaderos que vuelven a dar un ligero amasado antes de proporcionar la forma definitiva, con el objetivo de elongar las burbujas de gas en la masa. Esta segunda fermentación es previa al horneado. el horneado, con su elevada temperatura "mata" el horneado, con su elevada temperatura "mata" las levaduras (si se hizo el pan con levadura), pero la aireación que hinchó la masa tras la fermentación permanece. Desde el punto de vista reológico el horneado convierte una masa viscoelástica en un pan elástico. las levaduras (si se hizo el pan con levadura), pero la aireación que hinchó la masa tras la fermentación permanece. Desde el punto de vista reológico el horneado convierte una masa viscoelástica en un pan elástico.
  • 23. 3. ¿Por qué es necesario el oxigeno para que suceda la respiración celular?R/ La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta su conversión en Sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía aprovechable por la célula.En la respiración aeróbica el O2 actúa como aceptor último delos electrones desprendidos de las sustancias orgánicas oxidadas. Por ejemplo, a partirde la glucosa o de ácidos grasos, los productos resultantes consisten, exclusivamente,en H2O, formada a expensas del O2 aceptor, y en CO2, ambos compuestos inorgánicos.Es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de losorganismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de aquéllas. Se llama aerobios alos organismos que, por este motivo, requieren O2.La ecuación química es C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + ATP
  • 24. 4. ¿Qué objeto tiene la fermentación en los organismos superiores?R/ En el caso del hombre, fermentar ciertas sustancias sirven para fines económicos y alimenticios, como es en caso del pan, el vino, la sidra, la cerveza, los biocombustibles, etc.
  • 25. GRACIAS

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